JP3202575U - 超音波リニアモータを用いた玩具 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる超音波リニアモータを用いた玩具を提供することを目的とする。【解決手段】船体6と、船体6の底部に設置され、船体6を走行駆動する2個の超音波リニアモータユニット2と、超音波リニアモータユニット2に電力を供給する電池4と、を有し、2個の超音波リニアモータユニット2が、船体6の走行方向の中心軸に対して左右対称に設置されていることを特徴とする超音波リニアモータを用いた玩具。【選択図】図1

Description

本考案は、2つの超音波リニアモータを用いた方向転換が容易な玩具に関する。
現在、超音波振動子や超音波リニアモータを用いた玩具が、種々提案されている。例えば、特許文献1には本出願人が提案したリアクションホイールによって進行方向を制御する玩具に関する技術が開示されている。特許文献1の玩具につき、図6を参照しつつ以下に説明する。図6(a)は特許文献1の船舶玩具50を示す平面図、図6(b)は断面正面図である。
船舶玩具50の船底部の中央には、駆動子20aを有する超音波リニアモータユニット2が固定ネジ59によって固定されている。超音波リニアモータユニット2は、船舶玩具50を走行駆動させる。超音波リニアモータユニット2の上方には、リアクションホイール60が取り付けられたモータ63が固定座66aを介して船体66に設置されている。リアクションホイール60の回転軸は鉛直方向を向いている。船体66の後方には、電池4が電池ケース5に収納されている。電池4は、超音波リニアモータユニット2とモータ63を駆動するための電力を供給する。船舶玩具50は、リアクションホイール60を回転させることでその進行方向を制御することができる。
特許第5800256号公報
しかし、上記した玩具では方向転換のためリアクションホイール60を用いるため、その構造が複雑であり多くのコストを要していた。
本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる超音波リニアモータを用いた玩具を提供することを目的とする。
本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を有する。
(1)筐体と、
前記筐体の底部に設置され、前記筐体を走行駆動する2個の超音波リニアモータと、
前記超音波リニアモータに電力を供給する電力共有手段と、を有し、
前記2個の超音波リニアモータが、前記筐体の走行方向の中心軸に対して左右対称に設置されていることを特徴とする超音波リニアモータを用いた玩具。
(2)前記筐体が、船体模型又は水鳥模型の筐体のいずれかであることを特徴とする前記(1)記載の超音波リニアモータを用いた玩具。
(3)外部からの信号を受信するための受信手段を有し、
前記受信手段が受信した信号に基づいて、前記超音波リニアモータの駆動が制御されることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の超音波リニアモータを用いた玩具。
本考案によれば、簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる超音波リニアモータを用いた玩具を提供することができる。
本考案の超音波リニアモータを用いた玩具の構成を示す図 本考案の超音波リニアモータを用いた玩具に用いる超音波リニアモータの動作原理と超音波リニアモータユニットを示す図 本考案の超音波リニアモータを用いた玩具を制御するためのリモートコントローラを示す図 本考案の超音波リニアモータを用いた玩具の動作を説明するための図 本考案の超音波リニアモータを用いた玩具の他の例を示す図 従来のリアクションホイール方向転換玩具を示す図
以下、本考案を実施するための形態を、図面を参照しつつ以下に説明する。
本実施例の超音波リニアモータを用いた船舶玩具10を図1に示す。図1(a)は船舶玩具10を上方から見た平面図であり、図1(b)は断面図、図1(c)は底面図である。図1(a)に示したように、筐体である船体6の略中央に超音波リニアモータユニット2が2個並列に、かつ筐体6の進行方向の中心軸に対して対称に設置されている。2個の超音波リニアモータユニット2を有することで、進行方向の制御が可能となる。超音波リニアモータユニット2は、底部に駆動素子20aを有している。船舶玩具10の進行方向の制御については、後に述べる。
電池ケース5に収納された電池4(電力供給手段)は、超音波リニアモータユニット2と制御基板7に電力を供給する。制御基板7は超音波リニアモータユニット2の動作を制御するものであり、後述するリモートコントローラ30(図3参照)からの信号を受信するための赤外線受光素子7aを有している。赤外線受光素子7aは電波受信素子であってもよい。電源スイッチ8は、船舶玩具10全体の電源をオン/オフするためのスイッチである。
[超音波リニアモータユニット]
上記した超音波リニアモータユニット2について以下に説明する。まず、超音波リニアモータの動作原理について図2(a)〜(g)を用いて説明する。
超音波リニアモータは、弾性体の振動子に分極処理された圧電セラミックを接合し、その圧電セラミックを超音波振動による固有振動で共振させ、その振動方向を直接推力に変換させるものである。この圧電セラミック22は、電圧を付加すると図2(a)〜(c)のように伸び縮みするという性質がある。図2(a)は圧電セラミック22に電圧が付加されていない状態を示しており、図2(b)は圧電セラミック22の内部電荷と同一の電荷を付加した場合を示している。図2(b)の状態では、圧電セラミック22の内部電荷と外部電荷が斥け合うため、圧電セラミック22は縮んだ状態となる。図2(c)は圧電セラミック22の内部電荷と反対の電荷を付加した場合を示しており、内部電荷と外部電荷が引き合って圧電セラミック22は伸びた状態となる。
図2(d)、(e)に示したように、圧電セラミック22を金属製弾性体20に貼り合わせて電圧を付加すると、金属製弾性体20は微小な曲げ運動を行う。そして、金属製弾性体22の所定の位置に駆動子20aを形成する(図2(f))と、駆動子20aは図2(g)のように運動する。図2(g)のAの場合、駆動子20aは中線から上部、Cの場合、駆動子20aは中線から下部になる。駆動子20aの運動の力の大きさを縦のベクトル成分と横のベクトル成分に分けてみると、横方向のベクトル成分が物体を移動させる力となる。つまり、AとBとの間の距離が移動量となる。
次に、本実施例の船舶玩具10で用いる超音波リニアモータユニット2を図2(h)に示す。超音波リニアモータユニット2は、上記した圧電セラミック22と金属製弾性体20、及び直流を交流に変換する駆動回路が収納ケース2cに収納されており、収納ケース2cは取付穴2dを2個有している。また、金属製弾性体20は駆動子20aを2個有しており、駆動子20aの先端が船舶玩具10が走行する走行面に接触する。
[リモートコントローラ]
本実施例の船舶玩具10を制御するためのリモートコントローラについて説明する。リモートコントローラ30を操作している状態を図3に示す。リモートコントローラ30は、赤外線信号や無線信号等の制御信号を送信する。図3のリモートコントローラ30は、無線信号を送信するコントローラを示している。リモートコントローラ30のジョイスティック左31は船舶玩具10の前後方向の動きを制御するためのスイッチであり、ジョイスティック右32は船舶玩具10の左右方向の動きを制御するためのスイッチである。ジョイスティック左31を前方に倒すと船舶玩具10は前進し、後方に倒すと船舶玩具10は停止する。また、船舶玩具10が前進状態で、ジョイスティック右32を右側に倒すと船舶玩具10は右方向に曲がり、ジョイスティック右32を左側に倒すと船舶玩具10は左方向に曲がる。なお、コントローラ30は電源スイッチ34により電源がオン/オフされる。また、アンテナ33からは船舶玩具10に向けて電波が放射される。
[船舶玩具の運動制御]
船舶玩具10の運動制御につき図4を参照しつつ説明する。図4(a)は、船舶玩具10が右旋回している状態を示している。この場合、図4(a)の上側の超音波リニアモータユニット2の出力は通常の出力であり、下側の超音波リニアモータユニット2の出力が低下している。その結果、船舶玩具10には右旋回のモーメントが作用し、船舶玩具10は右旋回する。図中の矢印の長さは、超音波リニアモータユニット2の出力の大きさを示している。
一方、図4(b)は船舶玩具10が左旋回している状態を示している。この場合、図4(b)の下側の超音波リニアモータユニット2の出力は通常の出力であり、上側の超音波リニアモータユニット2の出力が低下している。その結果、船舶玩具10には左旋回のモーメントが作用し、船舶玩具10は左旋回する。なお、船舶玩具10の前進状態では、2個の超音波リニアモータユニット2は共に通常の出力であり、船舶玩具10の停止状態では、2個の超音波リニアモータユニット2は共に出力停止状態となる。
図5は、2個の超音波リニアモータユニット2を水鳥の筐体41の内部に設置し水鳥玩具40を構成した状態を示す。船舶玩具10と同様に、水鳥玩具40は2個の超音波リニアモータユニット2を有することで、方向制御を容易に行うことができる。
本考案の超音波リニアモータを用いた玩具は、簡単な構成で方向転換を容易に行うことができる。
2 超音波リニアモータユニット
4 電池
6 船体
7 制御基板
8 電源スイッチ
10 船舶玩具
30 リモートコントローラ
40 水鳥玩具

Claims (3)

  1. 筐体と、
    前記筐体の底部に設置され、前記筐体を走行駆動する2個の超音波リニアモータと、
    前記超音波リニアモータに電力を供給する電力供給手段と、を有し、
    前記2個の超音波リニアモータが、前記筐体の走行方向の中心軸に対して左右対称に設置されていることを特徴とする超音波リニアモータを用いた玩具。
  2. 前記筐体が、船体模型又は水鳥模型の筐体のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の超音波リニアモータを用いた玩具。
  3. 外部からの信号を受信するための受信手段を有し、
    前記受信手段が受信した信号に基づいて、前記超音波リニアモータの駆動が制御されることを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波リニアモータを用いた玩具。
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